專利名稱：熱交換器管道及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于熱交換器(例如用于摩托車的進(jìn)氣冷卻器)的扁平管 道。熱交換器管道可以具有兩個(gè)窄側(cè)和兩個(gè)寬側(cè)，并且可以由兩個(gè)被成型 的、連續(xù)的片材制成，在片材的一個(gè)縱向邊緣上具有相對較大的彎曲部， 并且在片材的另一個(gè)縱向邊緣上具有相對較小的彎曲部。兩個(gè)片材可以通 過以下方式相對于彼此布置，以形成扁平管道的壁，S卩 一個(gè)片材的縱向 邊緣上的相對較大的彎曲部將另一個(gè)片材的縱向邊緣上的相對較小的彎曲 部保持在其中(反之亦然)，從而形成扁平管道的窄側(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
從一些相對較早的申請中已知了扁平管道。申請之一具有申請?zhí)朌E 10 2006 006 670.7。圖1示出了上述申請的扁平管道的橫截面。該扁平管 道除了以上列舉的特征還具有波浪形的內(nèi)部部件z。該扁平管道被限定為 具有極薄的壁厚，例如在0.03mm-0.15mm的范圍，或略高于該范圍。該扁 平管道也已經(jīng)被申請人制造并基于試用被安裝在熱交換器中。到目前為 止，該熱交換器已經(jīng)成功地通過所有驗(yàn)證階段，因此有希望很快成為商 用。
在一些扁平管道中，未焊接的扁平管道在制造過程中發(fā)生不期望的形 狀改變。扁平管道在利用肋部被預(yù)安裝在熱交換器的柵網(wǎng)上后被焊接。形 狀改變可能是由于存在于材料(鋁鋼板)中或由片材的必要的成型操作所 產(chǎn)生的材料應(yīng)力。形狀改變可能導(dǎo)致不盡如人意的焊接連接，例如還可能
4阻止連接到波浪形的內(nèi)部部件z。附圖2a和2b旨在說明這里所指的問 題。扁平管道的一個(gè)窄側(cè)在圖2a的左側(cè)被示出。根據(jù)圖2a右側(cè)的兩個(gè) 圖，很明顯地，由于在扁平管道的制造過程中成型力的作用，扁平管道的 窄側(cè)的彎曲部可以從彼此彈開。由于上述的原因，如前所述，之后的焊接 過程中的焊接質(zhì)量受到影響。箭頭是為了示出可以導(dǎo)致上述彈開的力，并 且其在加工扁平管道以形成散熱器的過程中作用在扁平管道上。圖2b中 也示出了扁平管道的一個(gè)窄側(cè)。根據(jù)圖2b右側(cè)的圖，很明顯地，由于扁 平管道成型過程中力的施加不均，相對較大的彎曲部B由于內(nèi)應(yīng)力而沒有 保持在其給定的位置。
在所述的圖1中，同樣明顯地，扁平管道的片材或壁部分可以在其中 所示的箭頭的方向上發(fā)生位移，最終導(dǎo)致片材在如果沒有上述的內(nèi)部的部 分z的情況下發(fā)生分離。本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)立的目的是消除或減輕所述的缺 陷。
根據(jù)一個(gè)方面，規(guī)定片材具有相應(yīng)的成型部分，成型部分沿扁平管道 的縱向延伸，并且通過成型部分與相應(yīng)的另一個(gè)片材相互作用而提高了由 片材形成的扁平管道的結(jié)合力。這至少較大程度地防止了在加工扁平管道 以形成散熱器的過程中(即在散熱器的焊接過程被執(zhí)行之前)扁平管道彈 開或被推開的情況。從而提供了更好的焊接質(zhì)量的前提。
特別地，兩個(gè)片材優(yōu)選地以相同方式被實(shí)施。成型部分優(yōu)選地被實(shí)施 為凸緣或彎折部等。成型部分優(yōu)選地被設(shè)置在彎曲部的起始部處和/或端部 處。
在目前優(yōu)選的具體情況中，要求成型部分布置在大致位于一個(gè)片材的 相對較大的彎曲部的起始部處，并且與另一個(gè)片材的相對較小的彎曲部的 端部相互作用。在另一種具體的情況中，成型部分布置在大致位于一個(gè)片 材的相對較大的彎曲部的起始處，并且與另一個(gè)片材的相對較小的彎曲部 的一部分相互作用。目前這種情況也是優(yōu)選的，因?yàn)樵谶@種情況下，相對 較小的彎曲部可以以非常有利的方式具有多個(gè)層，從而產(chǎn)生更穩(wěn)定的窄 側(cè)。
在具體情況下，要求成型部分布置在大致位于兩個(gè)片材的相對較小的彎曲部的起始處以及大致位于兩個(gè)片材的相對較大的彎曲部的端部處，這 種情況下它們相互作用的方式使得成型部分大致上配合于彼此。
在一個(gè)優(yōu)選改進(jìn)中，要求相對較大的彎曲部和/或相對較小的彎曲部被 實(shí)施為多層。多層結(jié)構(gòu)通過彎曲部中的折疊來實(shí)現(xiàn)。這樣，可以如所述極 大地加強(qiáng)扁平管道的窄側(cè)。
將通過附圖采用多個(gè)示例實(shí)施例來描述本發(fā)明。通過具體說明和對應(yīng) 的附圖，本發(fā)明的其他方面將變得清楚。


各個(gè)視圖示出以下內(nèi)容
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的扁平管道的橫截面；
圖2a和2b示出現(xiàn)有技術(shù)的扁平管道具有的問題； 圖3a-d示出用于解決圖2a中所示的問題的第一示例實(shí)施例； 圖4a-d示出用于解決圖2a中所示的問題的第二示例實(shí)施例； 圖5a-d示出用于解決圖2a中所示的問題的第三示例實(shí)施例； 圖6a-d示出用于解決圖2b中所示的問題的第四示例實(shí)施例； 圖7a-d示出用于解決圖2a和2b中所示的問題的第五示例實(shí)施例； 圖8示出合適地用于第三示例實(shí)施例的額外措施并從而示出了圖2a和 2b中所示的問題的解決方案；并且
圖9示出片材的制造過程中的各個(gè)步驟。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)描述本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于 以下說明中指出的或以下附圖中示出的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明 適于其他實(shí)施例，并且適于用不同的方式來實(shí)行或?qū)嵤?。還應(yīng)該理解，其 中使用的措辭和術(shù)語目的在于描述，并且不能認(rèn)為是限制。其中的"包 括"、"包含"或"具有"以及其變形旨在包括其后列出的、與之相當(dāng)?shù)?項(xiàng)目，以及附加的項(xiàng)目。除非另有規(guī)定或限制，"安裝"、"連接"、 "支撐"、"耦合"以及其變形被廣義地使用，并且包括直接和間接地安裝、連接、支撐、耦合。此外，"連接"和"耦合"不限于物理或機(jī)械的 連接和耦合。
五個(gè)示例實(shí)施例的每個(gè)由被指代為字母a-d的四個(gè)圖來示出。每個(gè)圖 a所示的是被成型的片材的較大彎曲部B或較小彎曲部b的放大視圖。圖 b總是表示一個(gè)被成型的片材。圖c示出由一個(gè)片材的較大彎曲部B和另 一個(gè)片材的較小彎曲部b形成的扁平管道的窄側(cè)1。最后，圖d作為與穿 過扁平管道的橫截面相應(yīng)的視圖示出了各個(gè)扁平管道。
在所有圖示的示例實(shí)施例中，可以出現(xiàn)內(nèi)部部件z，例如如圖1所示 的內(nèi)部部件。在所有圖示的示例實(shí)施例中，通過提供較大彎曲部B而被補(bǔ) 償?shù)呐_階a大致位于較小彎曲部b的起始部處。"彎曲部" 一詞在這里不 應(yīng)該以約束的形式被理解為環(huán)狀或拋物線狀的彎曲部等。"彎曲部"一詞 也應(yīng)該被理解為例如如下實(shí)施例具有直的窄側(cè)1，窄側(cè)1具有兩個(gè)邊緣 部分，兩個(gè)邊緣部分構(gòu)成從窄側(cè)1到兩個(gè)寬側(cè)2的過渡部分。
在所有的示例實(shí)施例中，兩個(gè)片材x和y基本上是相同的，并且相對 于彼此以橫向?qū)Φ沟男问讲贾茫孕纬杀馄焦艿?。此外，片材的厚度?yīng)該 約在0.03mm-0.15mm的范圍，或略高于該范圍。此外，如果設(shè)置了內(nèi)部部 件，則用于內(nèi)部部件的片材的厚度應(yīng)該在0.03-0.09mm的范圍。此外，扁 平管道僅優(yōu)選的是摩托車中使用的進(jìn)氣冷卻器的扁平管道。不排除其它的 熱交換器應(yīng)用和使用領(lǐng)域。較大或相對較大的彎曲部B被這樣表述的原因 是它適于在其自身內(nèi)保持另一個(gè)被表述為較小或相對較小的彎曲部b的彎 曲部。實(shí)際上，由于金屬板材極薄的厚度， 一眼看上去并不能區(qū)分出彎曲 部B和b之間的尺寸差別。
根據(jù)圖3的第一示例實(shí)施例示出作為成型部分u的凸緣，該凸緣是其 自身折疊得到的，大致位于兩個(gè)片材x和y的較大的彎曲部B的起始部 處，并且延伸過扁平管道的整個(gè)長度。如圖3c所清楚可見，另一個(gè)片材y 的較小彎曲部b的端部支撐抵靠在該凸緣上，從而該凸緣與另一個(gè)片材y 相互作用。該示例實(shí)施例中的較小彎曲部b的端部設(shè)置有帶狀材料的邊緣 的巻邊v，用來在扁平管道的制造處理和嵌接期間提高較小彎曲部b的端 部和凸緣u的相互作用。從而提高扁平管道的兩個(gè)片材的結(jié)合力。根據(jù)圖4的示例實(shí)施例提出的扁平管道的窄側(cè)1具有三層。簡單的彎
折部被設(shè)置為位于較大彎曲部B的端部處的成型部分u。較大的彎曲部B
具有一個(gè)簡單的折疊。在每種情況下，另一個(gè)片材的較小彎曲部b的端部
支撐抵靠在上述的彎折部u上，從而彎折部u與另一個(gè)片材相互作用。同 樣，具有相對較小彎曲部b的片材可以根據(jù)示例實(shí)施例圖3那樣在端部處 設(shè)置帶狀材料的邊緣的巻邊v (圖4中未示出)。根據(jù)圖5的示例實(shí)施例也提出了具有三層的窄側(cè)1。如第一示例實(shí)施 例，同樣在相對較大的彎曲部B的起始部處設(shè)置作為成型部分u的凸緣。 然而，與上述實(shí)施例不同的是，另一個(gè)片材的相對較小的彎曲部b具有形 成雙層的折疊f，雙層的較小彎曲部b的部分vl支撐抵靠在上述凸緣u 上，從而凸緣與另一個(gè)片材相互作用。由于另一個(gè)片材的折疊f，相對較 小的彎曲部b的此處被稱為vl的端部具有兩層，端部vl作用的方式對應(yīng) 于根據(jù)圖3和圖4的示例實(shí)施例的帶狀材料的邊緣的巻邊v。這里可以免 去額外的帶狀材料的邊緣的巻邊。
在根據(jù)圖6的示例實(shí)施例中，扁平管道的兩個(gè)片材x和y的每個(gè)均具 有兩個(gè)成型部分ul和u2。"開口"凸緣作為成型部分ul被大致設(shè)置在較 小的彎曲部b的起始部處被設(shè)置，并且在自身上折疊得到的凸緣作為成型 部分u2被大致設(shè)置在較大的彎曲部B的起始部處。凸緣ul和u2在尺寸 上相互匹配，從而一個(gè)片材的較大彎曲部B的起始部處的凸緣u2裝配到 另一個(gè)片材的較小彎曲部b的起始部處的開口凸緣ul內(nèi)，從而凸緣與另 一個(gè)片材相互作用。
在根據(jù)圖7的示例實(shí)施例中，示出另一種具有三層式窄側(cè)1的扁平管 道。這里的相對較大的彎曲部B是雙層的，并且在相對較大的彎曲部B的 端部處設(shè)置彎折部作為成型部分ul。在雙層部分的一部分中，設(shè)置凸緣， 該凸緣在自身上折疊得到并被稱為成型部分u2。大約在相對較小的彎曲部 b的起始部處設(shè)置被稱為成型部分u3的"開口"凸緣。 一個(gè)片材的相對較 小的彎曲部b的起始部處的成型部分u3與另一個(gè)片材的相對較大的彎曲 部B的雙層部分中的折疊凸緣u2配合。此外， 一個(gè)片材的較小的彎曲部b 的端部(所提到的)支撐抵靠在另一個(gè)片材的相對較大的彎曲部B的端部處的彎折部ul上，從而彎折部ul與另一個(gè)片材相互作用。
圖8以兩個(gè)圖示出了對根據(jù)圖5的示例實(shí)施例的改進(jìn)，其中片材的相 對較大的彎曲部B的端部具有略小的彎曲角w，所以上述的端部在最后一 步中能以一定程度的預(yù)應(yīng)力被推到或抵靠在另一個(gè)片材的相對較小的彎曲 部b的具有臺階a的起始部處，從而進(jìn)一步增加了尺寸穩(wěn)定性。
為了完成該過程，圖9示出了用于制造一個(gè)片材x或y的一些步驟。 用于制造扁平管道的所有片材x、 y以及可能的z方法或用于制造扁平管道 的方法在滾軸傳輸機(jī)或生產(chǎn)線上進(jìn)行，其在比本申請具有更早的優(yōu)先權(quán)日 的前述申請中被示出和描述。通過比較可以看出，該圖涉及根據(jù)圖3的第 一示例實(shí)施例中使用的片材x、 y的制造。從尚未被造型的連續(xù)的片材x 或y來開始形成成型部分u，之后開始形成較大的彎曲部B。之后是左邊 一欄所示的步驟，接著是右邊一欄的頂部起繼續(xù)。底部的圖示出了完成的 片材x或y。兩個(gè)相同的片材x和y在大致為根據(jù)右邊一欄的底部的第十 一步的狀態(tài)下以橫向?qū)Φ沟姆绞浇M合，以形成扁平管道。另一個(gè)片材x或 y (該處未示出)從上方放置，將其相對較小的彎曲部b放入所示的片材x 或y的尚未完成的相對較大的彎曲部B中，未示出的另一個(gè)片材的相對較 大的彎曲部B從上方配合到示出的片材的相對較小的彎曲部b的周圍。
以上所描述的和附圖所示出的實(shí)施例只是以示例的方式提出，并不旨 于對本發(fā)明的構(gòu)思和原理進(jìn)行限制。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，只 要不背離所附權(quán)利要求中指出的本發(fā)明的精神和范圍，可以對元件及其結(jié) 構(gòu)和布置的進(jìn)行各種改變。
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權(quán)利要求
1.一種用于熱交換器的扁平管道，所述扁平管道包括兩個(gè)窄側(cè)和兩個(gè)寬側(cè)，其由兩個(gè)連續(xù)的片材制成，在所述片材的一個(gè)縱向邊緣具有相對較大的彎曲部，并且在所述片材的另一個(gè)縱向邊緣上具有相對較小的彎曲部；其中，兩個(gè)所述片材以如下所述的方式相對于彼此布置，以形成所述扁平管道的壁所述布置方式為使得一個(gè)所述片材的縱向邊緣的所述相對較大的彎曲部將另一個(gè)所述片材的縱向邊緣上的所述相對較小的彎曲部保持在其中，以形成所述扁平管道的所述窄側(cè)；其中，兩個(gè)所述片材中的每個(gè)均包括至少一個(gè)其他成型部分，所述其他成型部分沿所述扁平管道的縱向延伸，并且通過一個(gè)所述片材的所述其他成型部分與相應(yīng)的另一個(gè)所述片材相互作用來提高由所述片材形成的所述扁平管道的結(jié)合力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被實(shí)施為凸 緣和彎折部中的一者。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在所 g彎曲部的起始部與端部中的一者處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在大 致位于一個(gè)所述片材的所述相對較大的彎曲部的起始部處，并且與另一個(gè) 所述片材的所述相對較小的彎曲部的端部相互作用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的扁平管道，其中，所述相對較小的彎曲部的 所述端部包括所述片材的邊緣的巻邊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在大 致位于一個(gè)所述片材的所述相對較大的彎曲部的起始部處，并且與另一個(gè) 所述片材的所述相對較小的彎曲部的一部分相互作用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在大 致位于兩個(gè)所述片材的所述相對較小的彎曲部的起始部處以及大致位于兩 個(gè)所述片材的所述相對較大的彎曲部的端部處，其中所述成型部分裝配于彼此。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的扁平管道，其中，所述成型部分是凸緣，一 個(gè)所述凸緣被實(shí)施為開口凸緣，其另一個(gè)所述凸緣裝配到所述開口凸緣的 開口中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平管道，其中，所述相對較大的彎曲部和/或所述相對較小的彎曲部被實(shí)施為通過折疊至少部分地形成多層。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有兩個(gè)窄側(cè)和兩個(gè)寬側(cè)的扁平熱交換器管道。扁平管道可以由兩個(gè)連續(xù)的片材制成，在該片材的一個(gè)縱向邊緣上具有相對較大的彎曲部，并且在該片材的另一個(gè)縱向邊緣上具有相對較小的彎曲部。兩個(gè)片材相對于彼此橫向?qū)Φ沟夭贾茫孕纬杀馄焦艿赖谋?，使得一個(gè)片材的縱向邊緣的相對較大的彎曲部將另一個(gè)片材的縱向邊緣的相對較小的彎曲部保持在其中，以形成扁平管道的窄側(cè)。該片材形成有至少一個(gè)其他成型部分，該成型部分沿扁平管道的縱向延伸，并且提高了扁平管道的結(jié)合力。
文檔編號F28F1/40GK101600931SQ200780051159
公開日2009年12月9日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月10日
發(fā)明者丹尼爾·波斯特, 馬丁·保羅帕 申請人:摩丁制造公司